Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса по изученной теме диссертации (обзор литературы) 8
Глава 2. Экологические условия и методика проведения исследований 13
Глава 3. Экологические особенности развития и распространения в насаждениях зеленой дубовой листовертки 23
3.1. Условия образования очагов зеленой дубовой листовертки 23
3.2. Вредоносность зеленой дубовой листовертки 29
3.3. Выявление стадиальной приуроченности зеленой дубовой листовертки 38
3.4. Особенности биологии, фенологии, фенопропюз развития зеленой дубовой листовертки. Связь фитофага с абиотическими факторами 43
Глава 4. Оптимизация методов учета зеленой дубовой листовертки 51
4.1. Учет гусениц листовертки 51
4.2. Учет яйцекладок листовертки 63
Глава 5. Динамика численности зеленой дубовой листовертки 69
5.1. Анализ причин и факторов популяционной динамики зеленой дубовой листовертки с помощью таблиц выживаемости 69
5.2. Выявление ключевого фактора в популяционной динамике зеленой дубовой листовертки 86
Глава 6. Прогнозирование численности и вредоносности зеленой дубовой листовертки 91
Глава 7. Защита древесных растений от зеленой дубовой листовертки 98
7.1. Биологическая, экономическая и биоэнергетическая оценки защитных мероприятий 98
Выводы 110
Рекомендации производству 112
Список литературы 114
Приложение 148
- Состояние вопроса по изученной теме диссертации (обзор литературы)
- Экологические условия и методика проведения исследований
- Условия образования очагов зеленой дубовой листовертки
Введение к работе
Появление и распространение зеленой дубовой листовертки (Tortrix vi-ridana L.) часто ограничено жесткими фенологическими сроками - питающиеся стадии должны совпадать с появлением необходимого корма. Это сильно зависит от погодных условий. Но, несмотря на это зеленая дубовая листовертка среди листогрызущих насекомых является одним из опасных вредителей дубрав.
В Саратовской области часто образуются очаги листовертки, которые вызывают ослабление и усыхание дубрав, а также приводят к их отмиранию.
Поэтому очень важно для практики лесозащиты разработать и рекомендовать к использованию усовершенствованные методы учета и борьбы с зеленой дубовой листоверткой. Это позволит совершенствовать лесопатоло-гический мониторинг за вредителем и повысить точность прогнозирования очагов размножения фитофага.
Изучение оптимизированной системы экологического надзора, позволит на основе математических моделей прогнозировать очаги размножения листовертки и их площадь. Определение критерий пороговой численности зеленой дубовой листовертки, также позволит установить целесообразность проведения защитных мероприятий.
Разработка экологической, экономической и биоэнергетической технологий защиты растений от зеленой дубовой листовертки поможет сохранить и повысить производительность дубрав. Изучение этих вопросов в настоящее время является актуальной темой.
Цели и задачи исследований
Формирование экологического подхода к построению системы защиты древесных растений от зеленой дубовой листовертки. Для решения поставленной цели ставились следующие вопросы:
- установить особенности условий образования очагов зеленой дубовой листовертки; - изучить вредоносность, выявить стациальную приуроченность и кормовые породы зеленой дубовой листовертки;
- установить сроки появления листовертки, ее развитие в зависимости от изменения метеорологических факторов;
- изучить характер распределения зеленой дубовой листовертки в пространстве древостоев;
- разработать, усовершенствованные статистически обоснованные методы учета вредителя на различных фазах развития, позволяющие повысить точность и производительность учетных работ;
- изучить факторы популяционной динамики листовертки и важнейшие факторы регуляции ее численности;
- выявить ключевые факторы динамики численности, вызывающие
наибольшую смертность за генерацию;
- разработать методику прогнозирования численности и вредоносности зеленой дубовой листовертки;
- на основе полученных данных разработать усовершенствованные мероприятия по защите древесных растений от фитофага и дать экологическую, экономическую и биоэнергетическую оценки.
Научная новизна
Проанализирована популяционная динамика зеленой дубовой листовертки с использованием таблиц выживаемости при различных уровнях численности.
Найдены взаимозависимости между численностью фитофага и его выживаемостью в различных возрастных интервалах.
Выявлены ключевые механизмы регуляции численности, вызывающие наибольшую смертность за генерацию, что важно при разработке экологически безопасной технологии защиты древесных растений.
Детально изучено пространственное распределение зеленой дубовой листовертки в насаждениях.
Состояние вопроса по изученной теме диссертации (обзор литературы)
Защита леса от вредных насекомых имеет особое значение в настоящее время и является одним из приоритетных направлений. Также для защиты лесонасаждений в практику внедряются научные разработки с целью повышения продуктивности растений.
Особое внимание уделяется сохранению и приумножению лесных массивов. Ведь они предотвращают обмеление рек, смягчают климат, а так же ослабляют эрозионные процессы, защищают от суховеев и т.п. Успех защиты растений и повышение продуктивности лесных насаждений зависит от своевременного проведения мероприятий по выявлению и ликвидации очагов вредителей.
Саратовская область является регионом, где чаще всего возникают вспышки массового размножения многих фитофагов, среди которых наибольшую опасность представляют листогрызущие, к числу которых относится и зеленая дубовая листовертка. По данным исследователей А.И. Воронцова (1969, 1978), М.А. Голосовой (1969), Ф.Н. Семевского (1969, 1971), Л.Т. Крушева (1973), B.C. Знаменского (1976, 1982), Л.Г. Апостолова (1981), А.Н. Белова (1984), В.В. Дубровина (2000) ежегодно теряется от вредителей лиственных растений от 30 до 70 % прироста древесины, при этом хозяйства несут огромные убытки.
Наряду с этим в изучении особенностей появления, развития и распространения зеленой дубовой листовертки существует еще немало проблем.
Как отмечает в своей работе B.C. Знаменский (1976), на сегодняшний день является недостаточно исследованным вопрос о закономерностях формирования очагов листовертки, методов ее учета и надзора. Нет четких сведений об экологических особенностях развития фитофага, приуроченности его к определенным стациям. Неоднократно в своих работах отмечали видные энтомологи А.И. Воронцов (1967, 1974, 1978), B.C. Знаменский и др. (1976, 1986), что успешное решение большинства вопросов экологии насекомого связано с изучением динамики его численности.
Согласно имеющимся в литературе сведениям в настоящее время все еще произвольно применяются методы учета, которые лишены вариационно-статистического обоснования и строгих критериев по определению числа пробных площадей, модельных деревьев, учетных веток и т.д. В результате получаются неточные и малодостоверные данные. На фоне этого следует отметить, что очень много задач связанных с разработкой методов учета зеленой дубовой листовертки. К ним относится:
- изучение распределения насекомого;
- определение мест взятия образов в пространстве древостоев, для оптимизации учета вредителя на различных фазах развития;
- определение количества деревьев, ветвей;
- расчет модельных деревьев;
- разработка последовательных (секвенциальных) планов учета.
Неоднократно подчеркивалась необходимость изучения популяции насекомых с использованием таблиц выживаемости (Воронцов, А.И. 1967, 1978, Ефремова, В.А. 1977, Голубев, А.В. 1980, Апостолова, Л.Г. 1981, Исаев, А.С. 1984, Дубровин, В.В. 2005).
При разработке защитных мероприятий с зеленой дубовой листоверткой большое значение имеет применение биопрепаратов, их использование очень перспективно с точки зрения экологии и эффективности, т.к. эти препараты обладают высокой специфичностью. В ряде случаев биопрепараты необоснованно применяются тогда, когда численность вредителя еще не достигла хозяйственно ощутимого уровня, либо с высокой численностью, в основном из-за задержки сроков обработки. Все это говорит об отсутствии надлежащего прогнозирования угрозы объедания насаждений, которые может нанести листовертка. Исходя из литературных данных, можно расширить спектр действия биопрепаратов путем введения в микроорганизм незначительного количества химического препарата усиливающего эффект воздействия на популяцию насекомого. На сегодняшний день мало внимания уделяется вопросам использования средств защиты и механизмам природной регуляции численности фитофага. Это позволило бы в значительной степени сократить объемы запланированных обработок. Решение указанных задач необходимо для рационализации защиты растений как части повышения их продуктивности.
Как следует из литературных данных, очаги зеленой дубовой листовертки стали следствием продолжения ослабления и усыхания дубрав Саратовской области (Дубровин, В.В. 2005). В других регионах также отмечалось ослабление и усыхание лиственных насаждений. По данным Л.Г. Апостолова (1987) на Украине периодические возникающие очаги зеленой дубовой листовертки влияли на ослабления дубрав. У других исследователей (Исаев, А.С. 1968, Арсенов, П.П. 1972, Воронцов, А.И. 1971,1972, Мозолевская, Е.Г. 1985) результат получался сходный.
Систематическое объедание крон разными видами насекомых приводило к усыханию лесостепных дубрав, также и отмирание насаждений было приурочено к очагам постоянной дефолиации крон вредителями. Как отмечает в своей статье П.А. Положенцев (1975), на примере засушливого 1972 года, обезвоживание деревьев и их корней снизила резистентность к зеленой дубовой листовертке, гусеницы которой в кронах оставили лишь огрызки листьев, а не выеденных ими почек насчитывалось только 25-30%.
Экологические условия и методика проведения исследований
Исследования проводились на территории Саратовской области, которая относится преимущественно к лесостепной и степной зонам.
Резкий контраст между возвышенными территориями Правобережья и низменными пространствами Заволжья вызывает резкие нарушения в зональном распределении растительного покрова.
Леса области находятся главным образом на севере Правобережья. Они занимают всего лишь около 4,7 % территории области. В лесах преобладают широколиственные породы преимущественно дуб. Насаждения представлены дубравами порослевого происхождения. Характерной особенностью порослевых дубрав является их ослабленное состояние, наличие большого количества сухостойных и усыхающих деревьев. Непрерывному ухудшению их состояния способствует периодически повторяющиеся засухи и повреждения насекомыми, а также рекреационные нагрузки. Продолжительность вегетативного периода колеблется от 150 до 190 дней. Сопутствующими породами дуба являются: липа, клен, осина, яблоня, черемуха, а в подлеске - орешник, бересклет, крушина и др.. Хвойные леса области представлены сосновыми борами.
Климат Саратовской области характеризуется жарким, сухим летом и умерено холодной зимой с устойчивым снежным покровом, а также хорошо выраженными переходными сезонами. Протяженность зимы в среднем 139 дней и по многолетним данным с 10 ноября по 30 марта. Снежный покров устанавливается к декабрю и сохраняется до конца марта. Средний коэффициент жесткости зимы составляет 1,7. Годовая сумма осадков составляет в среднем 519 мм, на теплый период которых приходится 59-73% от всего количества, абсолютный минимум температур может достигать -38С0. Климат в зоне расположения объектов исследования характеризуется континентально-стью. Количество осадков незначительное. На территории выпадают осадки неравномерно. Для районов Левобережья годовая сумма составляет 275-360 мм, а для Правобережья - 400-460мм.
Исследования по теме диссертации выполнялись в период с 2003 по 2006 годы на территории Саратовской области. В соответствии с задачами и целями разрабатывалась методика проведения исследований. В связи с этим были заложены 18 пробных площадей в насаждениях леспаркхоза «Кумысная поляна», в полезащитных лесополосах НИИСХ «Юго-Востока», Аткар-ском и Саратовском лесхозах Саратовской области. Пробные площади имели различную лесоводственно-таксационнуїо характеристику. Для работы время и место были выбраны, так чтобы дать сравнительную оценку результатов исследований.
На пробных площадях проводили:
1. Лесопатологические обследования насаждений, с целью выявления очагов зеленой дубовой листовертки и ее вредоносности.
2. Установку сроков развития всех фаз онтогенеза фитофага в связи с абиотическими факторами среды.
3. Изучение стациального размещения зеленой дубовой листовертки на отдельных деревьях и в пространстве древостоев.
4. Изучение динамики популяции зеленой дубовой листовертки и роль природных регуляторов ее численности.
5. Выявление критических периодов регуляции численности вредителя.
6. Получение данных для разработки методов прогнозирования фитофага.
7. Изучение влияния различных средств защиты на популяцию зеленой дубовой листовертки с целью, разработки усовершенствованных мероприятий по защите древесных растений.
Вопросы, связанные с особенностями возникновения, распространения очагов размножения зеленой дубовой листовертки изучались на территории Саратовской области по данным производственных учетов не менее чем 10 лет. Рассматривалась связь абиотических факторов среды способствующих росту численности вредителя и их влияние в момент возникновения вспышек массового размножения. Метеоданные включали: среднемесячное количество осадков, средимесячную температуру и их отклонения от многолетней средней нормы. Изучалось влияние погодных условий в периоды развития гусениц и лет бабочек (апрель - июнь), влияние низких температур (январь, февраль) на выживаемость зимующих фаз листовертки.
Изучение фенологических и биологических особенностей производилось не реже, чем через 3-5 дней на постоянных маршрутных ходах, которые располагались в очагах размножения фитофага. По маршрутному ходу равномерно располагались точки учета. Данные полевых наблюдений дополнялись лабораторными исследованиями. В ходе наблюдений определялся процент перехода вредителя в очередную фазу онтогенеза, для этого бралось фиксированное число изучаемой фазы развития. Переход особей до 15% служил началом появления следующей фазы онтогенеза. Массовое появление переходило - до 50-60% особей и в завершение периода изучаемой фазы развития переходило - до 80-90% особей. При этом фиксировалось - отрож-дение гусениц из яиц, уход на окукливание и окукливание гусениц, лёт бабочек и откладка ими яиц. Фенопрогноз строился по методике отклонения сроков наступления отдельных фаз, от ранней даты всего периода исследований, затем находился средний срок отклонения. Полученный результат прибавлялся к ранней дате появления фазы (Поляков, И.Я. 1984).
Условия образования очагов зеленой дубовой листовертки
В дубравах Саратовской области чаще всего возникали очаги с преобладанием зеленой дубовой листовертки {Tortrix viridana L.). Образования очагов размножения фитофага наблюдались на больших площадях и зависели от влияния биотических и абиотических факторов.
По данным исследователей (Викторов, Г.А. 1955,1960,1975, Ильинский А.И. 1965, Воронцов, А.И. 1974,1978, Кутеев, Ф.С. 1981, 1990; Исаев, А.С. 1984) рост численности вредителя связан с воздействием модифицирующих в основном метеорологических факторов, нарушая сбалансированное состояние биотических взаимосвязей. Эти авторы отмечают, что при условии хорошего знания причин колебания численности листовертки, изучения закономерностей развития и образования ее очагов возможна успешная борьба с ней, а также регулирование экосистем и построение зональных систем лесозащитных мероприятий и осуществления успешного надзора, прогноза за очагами зеленой дубовой листоверткой.
Подъем численности и интенсивность развития фитофага в периоды 1998, 1999, 2000, 2001, 2003, а также 2005 годы и меньше 2006 году были связаны с благоприятной метеорологической ситуацией. В период отрожде-ния и развития гусениц (апрель, май) стояла жаркая, сухая погода. Отклонения среднемесячной температуры воздуха и среднемесячных осадков от многолетней нормы были значительными, о чем свидетельствуют климограмма отклонений температуры и количества выпадаемых осадков от многолетних норм по годам рисунок 1.
